Улучшение чувствительности датчиков гравитационных волн

12.03.2022

Ученые-физики из университета Западной Австралии разработали новую технологию, которая призвана еще больше увеличить чувствительность датчиков гравитационных волн, и без того самых точных научных инструментов на сегодняшний день. Внедрение новой технологии позволит поднять чувствительность на такой уровень, который ранее можно было получить только путем строительства новых датчиков, размеры которых превышают размеры существующих.

В технологии используется "симбиоз" квазичастиц, являющихся квантами звуковых колебаний, называемых фононами, и фотонами света специального лазера. Образовавшиеся квазичастицы более высокого порядка сложности совершают собственные колебания с частотой в миллиарды раз в секунду, это все происходит без каких-либо энергетических потерь и используется для усиления сигнала от датчиков гравитационных волн.

Основной проблемой, которая не позволяла ранее реализовать нечто подобное, является то, что фононы, являющиеся носителями квантовой информации и выступающие в роли усилителей сигналов, буквально теряются в огромном количестве случайных фононов, называемых тепловым шумовым фоном.

Решением в данном случае стала технология, которая получила название White Light Signal Recycling (WLSR), а в роли ключевого компонента выступил так называемый фононный кристаллический резонатор (phononic crystal (PNC) resonator), изготовленный из кварцевого кристалла высокой степени чистоты. Этот резонатор имеет достаточно сложную форму с чередующимися отверстиями различного диаметра и выступами, созданными в определенных местах. Более наглядно вид и структура PNC-резонатора показана на представленных здесь снимках.

Использование PNC-резонатора, охлажденного до температуры в 1 Кельвин, и достаточно сложной оптической системы, в состав которой входят лазеры, зеркала, линзы и другие компоненты, позволило создать WLSR-интерферометр и одновременно усилитель сигнала, способный работать в широком диапазоне частот, в который входят частоты сигналов гравитационных волн различных типов. Только за счет использования нового WLSR-интерферометра чувствительность нынешних датчиков может быть увеличена минимум в 40 раз.

<< Назад: 20-ядерный процессор Apple M1 Ultra 13.03.2022

>> Вперед: Жесткие диски Toshiba N300 Pro и X300 Pro 12.03.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Шимпанзе видят чужие намерения 11.03.2022 Мы различаем проступки, совершенные намеренно и совершенные по неосторожности или, например, в силу обстоятельств, и к проступкам по неосторожности (или по необходимости) относимся мягче. Точно так же ведут себя и шимпанзе. Немецкие ученые эксперимент, в котором обезьяны должны были отдать человеку некий предмет, а взамен получить угощение. Угощение было двух видов, получше и похуже. В некоторых случаях шимпанзе видели, что у человека есть выбор, что им дать, а в некоторых они видели, что выбора нет, что человек дает только то, что сам может взять. Шимпанзе, как оказалось, вполне способны были отличить собственные плохие намерения людей от силы обстоятельств. Если экспериментатор давал им угощение похуже, хотя вполне мог дать то, что получше, обезьяны в него просто плевали. Если же экспериментатор показывал шимпанзе, что он просто не может дать им что-то более вкусное, они относились к этому с полным пониманием. В другой серии опытов все было сложнее: один человек прятал от другого вкусное угощение, которое тот мог дать обезьянам. Шимпанзе все видели, а экспериментатор, который должен был их угостить, вел себя снова по-разному: он или показывал, что не понимает, что происходит, или давал понять, что знает, что более вкусная еда спрятана. В обоих случаях шимпанзе вели себя так, как если бы их не могли угостить вкусной едой по объективным обстоятельствам. Возможно, для обезьян здесь более важным было то, что человек своими глазами не видел, как прячут угощение: если не видел, то и не может знать, где оно, и мало ли как он себя ведет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026